CN115729287A - 一种仓库环境监控系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种仓库环境监控系统和方法，仓库环境监控系统包括温湿度采集模块、异构传感器接入模块、工控机监控模块；温湿度采集模块包括若干个模拟量温湿度传感器、若干个RS‑485温湿度传感器和若干个ZigBee温湿度传感器；异构传感器接入模块包括模拟量采集单元、RS‑485集线器和ZigBee无线网关，分别用于将模拟量温湿度传感器、RS‑485温湿度传感器和ZigBee温湿度传感器接入工控机监测模块；工控机监控模块包括工控计算机、环境监控子模块、算法封装子模块和传感器异常状态监测子模块，分别用于安装仓库环境监控相关软件、显示仓库内多种传感器采集到的数据并在温湿度超标时联动中央空调系统、封装环境监控相关算法、监测和分析传感器的异常状态。

Description

一种仓库环境监控系统和方法

技术领域

本发明涉及仓库监控系统技术领域，具体涉及一种仓库环境监控系统和方法。

背景技术

传统的环境监控系统多采用有线手段进行数据传输，其是目前传输质量最高的通信手段，传输速率快，不易受周围电磁环境的影响，很适用于外界环境复杂和连接线路较短的场景。然而有线手段存在线路布置困难、工作量大的诸多问题，而无线传感器组网灵活、迅速，不受线路连接因素限制，因此也越来越多地应用与仓库监控系统中。所以当前仓库中存在支持模拟量、RS-485数字量、网络信号、无线传感器等多种类型环境监测传感器并存的现象。那么如何在保证对仓库中有线传感器布置结构不进行改动的情况下，实现无线传感器的接入，成为当前制约环境监控系统发展的一个问题。

另外，无线传感器相较于有线传感器，具有组网灵活、不受使用地域限制的特点，正因如此，在各种民用监控系统中大量采用了无线传感器，例如智能家居、机房环境监控等。但无线传感器的通信质量也是制约其发展的一大关键因素，容易受地形以及自然环境中的电磁影响，导致无线传感器与网关间的通信时常产生波动，严重情况下通信有可能中断，这给环境监控系统的稳定性和可靠性带来一定影响。为了提高系统的可靠性，必须要对无线传感器的通信状态进行实时监测，确保能够实时监测传感器与无线网关、上位机与无线网关之间的通信状态，以便管理人员能够迅速发现故障。

而传统的环境监控系统中布设有无线传感器，但是无法实时监测传感器、网关以及上位机之间通信状态，以及传感器工作异常的状态，因此当通信出现异常或者传感器出现异常故障时，不能及时通知仓库管理员，造成不必要的损失。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供一种仓库环境监控系统和应用于该仓库环境监控系统中的种接口类型的传感器汇聚接入方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种仓库环境监控系统，其特征在于，包括：温湿度采集模块、异构传感器接入模块和工控机监控模块；

所述温湿度采集模块，包括若干个模拟量温湿度传感器、若干个RS-485温湿度传感器以及若干个ZigBee温湿度传感器；

所述异构传感器接入模块，包括模拟量采集单元、RS-485集线器和ZigBee无线网关，分别用于将模拟量温湿度传感器、RS-485温湿度传感器、ZigBee温湿度传感器与工控机监控模块数据连接；

所述工控机监控模块，包括工控计算机、环境监控子模块、算法封装子模块和传感器异常状态监测子模块，工控计算机用于安装仓库环境监控相关软件；环境监控子模块用于显示仓库内的传感器采集到的数据并在温湿度超标时联动中央空调系统；算法封装子模块基于图形化编程工具Node-RED，用于封装环境监控相关算法；传感器异常状态监测子模块用于监测和分析传感器的异常状态。

进一步地，所述模拟量采集单元通过模拟量信号传输可接入8个所述模拟量温湿度传感器；RS-485集线器可接入8个RS-485温湿度传感器；ZigBee无线网关可接入65个ZigBee温湿度传感器。

进一步地，所述算法封装子模块包括环境监测算法单元、中央空调联动控制算法单元、联动控制延迟触发算法单元和传感器自适应采样算法单元；

所述环境监测算法单元，用于存储和显示模拟量温湿度传感器、RS-485温湿度传感器和ZigBee温湿度传感器采集到的数据，并为每一个传感器设置温湿度报警上下限，当采集到的温湿度超限时进行报警；

所述中央空调联动控制算法单元，用于根据环境监测算法单元发出的温湿度越限信息自动分析、选择应联动的中央空调，自动分析和设置所选空调应设置的运行参数；

所述联动控制延迟触发算法单元，用于控制不同中央空调开启的时间间隔；

所述自适应采样算法单元，用于根据自定义的采样周期，每隔X个周期采样一次，计算该X个周期的采样数据个数的均方差，再根据预定义的区间范围选择新的采样周期，以降低采样频率。

进一步地，所述传感器异常状态监测子模块包括传感器通信异常监测子模块以及传感器数据异常监测子模块；

传感器通信异常监测子模块，用于实时监测ZigBee温湿度传感器与所述工控机监控模块之间的通信状态；

传感器数据异常监测子模块，用于实时监测模拟量温湿度传感器、RS-485温湿度传感器、ZigBee温湿度传感器的工作状态。

进一步地，所述传感器通信异常监测子模块包括传感器与无线网关通信异常监测单元、工控机与无线网关通信异常监测单元；

传感器与无线网关通信异常监测单元，通过检测当前ZigBee温湿度传感器本次上传的温度数值与上次上传的温度数值是否在预设时间内相等或判断当前ZigBee温湿度传感器采集的数据是否为零监测ZigBee无线网关与ZigBee温湿度传感器之间的通信状态；

工控机与无线网关通信异常监测单元，通过监测工控机配置IP地址合法性以及工控机与ZigBee无线网关连接超时时间或连接失败次数来检测ZigBee网关与工控机之间的通信状态。

进一步地，所述传感器数据异常监测子模块包括密封房间内的数据异常监测单元和单向风式通道内数据异常监测单元；

密封房间内的数据异常监测单元，基于每一个布设于密封房间内的模拟量温湿度传感器、RS-485温湿度传感器、ZigBee温湿度传感器所采集到的温湿度值与房间内平均温湿度值的偏差率判断该温湿度传感器采集的数据值是否异常；

单向风式通道内数据异常监测单元，基于每一个布设于密封房间内的模拟量温湿度传感器、RS-485温湿度传感器、ZigBee温湿度传感器所采集到的温湿度值与其余温湿度传感器的数据值之间湿度百分比值的浮动率判断该温湿度传感器采集的数据值是否异常。

进一步地，所述工控计算机采用国云工控的工控机，其包括6个COM口，2个网口，6个USB 3.0接口以及四核J1900的处理器。

应用于权利要求1所述的仓库环境监控系统中的多种接口类型的传感器汇聚接入方法，包括以下步骤：

步骤1：将多个ZigBee温湿度传感器与ZigBee无线网关相连，通过ZigBee协议汇聚所有ZigBee温湿度传感器采集到的数据；

步骤2：将RS-485温湿度传感器与RS-485集线器相连，通过Modbus-RTU协议汇聚所有RS-485温湿度传感器采集到的数据；

步骤3：将模拟量温湿度传感器与模拟量采集单元相连，汇聚模拟量温湿度传感器采集到的数据；

步骤4：将ZigBee无线网关通过其上的RJ45格式接口与工控机的网口相连，并配置工控机的IP地址，使其与ZigBee无线网关的IP地址在同一网段内，从而将将ZigBee无线网关接入工控计算机；

步骤5：将RS-485集线器与模拟量采集单元通过串口联网服务器的RS-485格式接口与工控计算机上的COM口相连，通过Modubs-RTU通信协议与工控机连接并实现数据的上传。

本方法与现有技术相比，具有以下有益效果：

第一，本发明通过用于多种接口类型的传感器汇聚接入方法能够将支持模拟量、RS-485数字量、网络信号等多种类型环境监测传感器的异构接入，支持跨代系统的异构接入，方便老旧仓库系统的升级改造；

第二，本发明基于Node-Red将典型仓库算法进行封装，提高了系统的开发效率；

第三，本发明设置了传感器通信异常监测子模块以及传感器数据异常监测子模块，能够实现对传感器、网关、上位机之间通信状态的实时感测以及对传感器异常工作状态的实时感测。

附图说明

图1为本系统的整体架构图；

图2为工控机的实物图；

图3为异构接入软件界面；

图4为自适应采样节点的属性设置图；

图5为基于平均湿度偏差率的数据异常监测算法流程图；

图6为基于平均湿度偏差率的数据异常监测算法流程图。

具体实施方式

为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。

如附图1所示，本发明提供仓库环境监控系统包括温湿度采集模块、异构传感器接入模块、工控机监控模块；

一、温湿度采集模块

本系统中部署了多种类型的温湿度传感器，具体包括若干个模拟量温湿度传感器、若干个RS-485温湿度传感器以及若干个ZigBee温湿度传感器，均用于采集仓库中的温湿度信息；所述ZigBee湿温度无线传感器采用耐德公司的ZigBee湿温度传感器。

二、异构传感器接入模块

异构传感器接入模块包括模拟量采集单元、RS-485集线器和ZigBee无线网关，分别用于将模拟量温湿度传感器、RS-485温湿度传感器和ZigBee温湿度传感器接入工控机监测模块；

模拟量采集单元与模拟量温湿度传感器相连，用于汇聚模拟量温湿度传感器采集到的数据；

RS-485集线器与RS-485温湿度传感器相连，通过Modbus-RTU协议汇聚所有RS-485温湿度传感器采集到的数据；

ZigBee湿温度无线传感器，通过Zigbee无线传输协议与Zigbee无线网关进行通信，汇聚所有ZigBee温湿度传感器采集到的数据；

模拟量采集单元、RS-485集线器通过Modbus RTU协议与上位机进行通信，将网关采集到的数据上传至工控机中的MySQL数据库之中；Zigbee无线网关通过Modbus TCP协议与上位机进行通信，将网关采集到的数据上传至工控机中的MySQL数据库之中。

优选地，本发明的模拟量采集单元可选用泰工华控8路模拟量信号采集模块；RS-485集线器可选用宇泰高科(utek)RS232/485转8口RS-485集线器机架式(1U机箱)UT-1208U；所述Zigbee无线网关采用的是康耐德公司的ZigBee无线湿温度网关，在仓库环境监控系统网络结构中，ZigBee无线网关作为系统的数据枢纽，负责将传感器所采集的数据保存在自身寄存器中，作为服务端供上位机进行数据获取。除了作为服务端，该型号的无线网关也可以作为客户端，将多个无线网关进行组网，其中一台作为服务端，其余网关作为下挂节点，从而实现更大面积区域的环境数据参数获取。

针对不同类型的温湿度传感器的汇聚接入方法包括：

1、ZigBee温湿度传感器接入

将ZigBee无线网关作为一个数据汇聚中心，能够将下挂的所有ZigBee湿温度传感器的数据进行集中存储和上传，同时也作为一个数据转换节点，将温湿度传感器所上传的ZigBee协议转换为Modbus-TCP协议，上传至工控机监控模块中。其具体步骤包括：

S1：将多个ZigBee温湿度传感器与ZigBee无线网关相连，通过ZigBee无线网关汇聚ZigBee温湿度传感器的数据；

S2：将ZigBee无线网关通过其上的RJ45格式接口与工控机的网口相连，并配置工控机的IP地址，使其与ZigBee无线网关的IP地址在同一网段内，从而将ZigBee无线网关接入工控机。

2、RS-485温湿度传感器接入

S1：将RS-485温湿度传感器与RS-485集线器相连，通过Modbus-RTU协议汇聚所有RS-485温湿度传感器采集到的数据；

S2：通过RS-485格式接口与工控机上的COM口相连，通过Modubs-RTU通信协议与工控机连接并实现数据的上传。

3、模拟量温湿度传感器接入

S1：将多个模拟量温湿度传感器与模拟量采集单元相连，通过电流信号获取模拟量温湿度传感器采集的数据；

S2：将模拟量采集单元通过RS-485格式接口与工控机上的COM口相连，通过Modubs-RTU通信协议与工控机连接并实现数据的上传。

4、接入实例

首先将工控机系统安装为Windows 7操作系统，安装QT Creator 4.3.1(64位)开发平台，将ZigBee无线网关和相应的温湿度传感器通过网口接入工控机，配置工控机的IP地址与ZigBee无线网关的IP地址属于同一网段内，即可在工控机上实现对当前环境温湿度数据的存储、处理，实现对温湿度采集周期的自适应调整，并能对下挂节点的通信连接状态进行实时监测。

当前仓库中还存在一定的模拟量和数字量的传感器，通过使用康耐德的C2000-A2-SMX2800-AF1型I/O串口联网服务器，将多路接口上传的数据存储在设备的寄存器中，通过Modubs-UDP通信协议与上位机连接并实现数据的上传，实现异构接入后软件界面如图3所示。

至此，本系统完全实现了将仓库中现有的模拟量和数字量类型的传感器与ZigBee无线传感器等多种类型传感器的异构接入。

三、工控机监控模块

工控机监控模块包括工控计算机、环境监控子模块、算法封装子模块和传感器异常状态监测子模块，分别用于安装仓库环境监控相关软件、显示仓库内多种传感器采集到的数据并在温湿度超标时联动中央空调系统、封装环境监控相关算法、监测和分析传感器的异常状态。下面分别对各个模块进行介绍。

(1)工控计算机

如图2所示，本发明的工控计算机选择国云工控的工控机，该型号工控机采用四核J1900的处理器，上可安装为Windows 7操作系统，硬盘存储容量达128G，满足仓库环境监控系统的软件环境要求。该型号工控机具有多种类型的数据接入口，最多可以同时满足14路数据的接入，设备上有COM口6个，网口2个，同时还具有6个USB 3.0接口，可以接入使用USB接口为数据传输对象的设备如网络摄像机等，也可接入键盘、鼠标和显示器来对工控机进行现场操作。

将工控机用于仓库的环境监控系统核心处理设备，相比于传统的计算机，工控机的系统稳定性更好，由于机身采用了纯钢的外壳结构，有较强的防尘和防冲击的能力，同时工控机还具有丰富的接口类型，可以实现多种类型数据的接入。

工控机用于仓库内某一区域内数据存储与处理，其相当于一台边缘计算网关，将其软件系统和运行环境调试完毕后，就可以正常对该区域内数据进行存储与处理，并能根据数据的变化对传感器采样周期进行调整，实现对各种传感器的网络连接状态进行实时监测。由于工控机设备采用全封闭式的结构，且机身均被纯钢的材料包裹，故其防电磁、防尘能力较强，可以放置在仓库该区域内的任何点位。工控机作为环境监控系统的前端，主要功能是将采集到的数据存储至数据库。

(2)环境监控子模块

环境监控子模块调用算法封装子模块封装的环境监测算法、中央空调联动控制算法、联动控制延迟触发算法和自适应采样算法，分别用于环境温湿度参数的采集、中央空调联动控制、中央空调控制延迟触发启动设置、ZigBee温湿度传感器采样频率自适应调整。

(3)算法封装子模块

算法封装子模块，基于图形化编程工具Node-RED将典型仓库监控算法封装为Node-Red节点，可以有效提高监控系统的设计效率。

①环境监测算法单元

基于Node-RED图形化编程模块开发，用于集中存储和显示模拟量温湿度传感器、RS-485温湿度传感器和ZigBee温湿度传感器三类异构传感器采集到的数据，并为每一个传感器设置温湿度报警上下限，当采集到的温湿度超限时进行报警。

②中央空调联动控制算法单元

基于Node-RED图形化编程模块开发，用于根据环境监测算法模块发出的温湿度越限信息自动分析、选择应联动的中央空调，自动分析、设置所选空调应设置的运行参数。

③无线传感器自适应采样算法单元

无线传感器自适应采样就是传感器根据周围环境的数据变化剧烈程度，对传感器自身的数据采样周期进行自适应调节。当周围环境湿温度数据变化比较平缓时，自动增加传感器采样周期，当环境湿温度数据变化比较剧烈时，则减小传感器的采样周期。传感器应用自适应采样可以有效减小数据的冗余，减轻了系统对数据传输和存储的负担。

本发明所定义的自适应采样节点实现的功能为：为了降低无线传感器的采样频率，可以自定义每隔X个周期采样一次，计算这X周期的均方差，而后根据定义好的区间选择新的采样周期；从而降低采样频率，而不失精度。该节点的编辑框如图4所示，在该编辑框中可以对数据个数(每隔多少个数据进行一次均方差的计算)，以及均方差每个区间对应的采样周期进行设置。

④联动控制延迟触发单元

包括均匀分布延时算法和正态分布延时算法，延时在仓库综合管理系统中延时具有重要的意义：一方面在Node-red中所设计的均匀分布延时、正态分布延时与其自身默认的delay节点进行组合可以模拟各个子系统之间触发的延时、数据流传输的延时，另一方面可以满足各类设备所需要的设计延时，如为了减小对电网的冲击，利用延时节点可以使得要开启的设备按顺序依次启动等。在本系统中其主要用于

(4)传感器异常状态监测子模块

传感器异常状态监测模块包括传感器通信异常监测子模块以及传感器数据异常监测子模块，所述传感器通信异常监测子模块用于对传感器、网关、上位机之间通信状态进行实时感测；传感器数据异常监测子模块用于对传感器异常工作状态进行实时监测。

①传感器通信异常监测子模块

所述感器通信异常监测子模块包括传感器与无线网关通信异常监测单元以及上位机与无线网关通信异常监测单元，分别用于监测传感器和上位机与无线网关的通信状态是否异常。

a)传感器与无线网关通信异常监测单元

本发明中的ZigBee无线网关下联多个ZigBee温湿度传感器，能够实时获取温湿度传感器采集的数据并传输至上位机中。而该网关本身没有与无线传感器的通信状态判断，经过观察发现当该设备在传感器通信中断时，传感器上传的温湿度数据会呈现出两种情况：一是温湿度数据会显示为最后一次正常的数值；二是数据库中该点位上传的温湿度的数值显示为“nan”，“nan”是Not aNumber的缩写，表示“无效数字”。

之所以产生这种情况是因为在程序的实现过程中，首先针对每个传感器的温湿度数据定义了一个变量，变量的初始值都为0。在后续的工作中，上位机接收到网关上传的数据帧，并将数据帧中的温湿度数据提取出来赋值给分别定义的变量，那么此时将这些变量打印到软件界面上时，就会显示出正常的温湿度数值。

传感器温湿度数值一直保持不变是因为系统在正常运行一段时间后，传感器与网关的通信突然中断，网关无法接收到该传感器上传的数据，那么存储在网关寄存器中的该传感器的数据就无法更新，当上位机向网关发送数据包时，获取到的数据就仍为该传感器的最后一次正常上传的温湿度值。

而温湿度数值出现“nan”的情况，是因为在上位机开机前传感器就已经与网关断开连接，系统开机后，由于网关寄存器中没有该传感器上传的数据，此时当上位机向网关发送数据包，得到的该寄存器下的数据就为“nan”。

通过分析可知，可以通过检测该传感器本次上传的温湿度数值是否相等或数值是否为“nan”来判断其通信状态是否异常，若存在该情况，则在对应传感器的报警栏中显示“通信异常”报警。

b)上位机与无线网关通信异常监测单元

在网络系统的运维管理中，管理人员经常会遇到设备网络连接中断的现象，这些现象有可以是两台设备之间的网线头连接松动、网线头损坏或者其中一台设备电源被拔等，对于JY网络来说，网络连接要求比较高，通常都是一条100M主用，一条2M备用，两条线路由不同的路线连接至另一端，这种设置方式能够显著提高网络系统的稳定性，确保当一条线路被损坏时，能够维持基本的文件传输，保证命令的下达与接收。与此同时，对运维管理人员也要求能够随时发现网络中的通信中断情况，立即上报，并派出线路维护人员进行抢修。网络系统运维管理如此，环境监控系统亦是如此。

环境监控系统是为了监测仓库内温湿度等数据，确保人员和装备时刻处于一个良好的环境中而建的系统，维持其系统稳定性的重要程度不亚于一个传统的网络系统，这就要求仓库的管理人员能够及时发现系统的故障情况并迅速处置，确保环境监控系统的稳定运行。

通常，对于ZigBee网关与上位机通信异常，也存在两种情况：一是网络配置错误；二是上位机与网关连接超时。第一种情况是由于运维管理人员的疏忽大意，在上位机软件的配置过程中，将主机IP地址或者端口号格式填写错误，导致上位机无法连接到对应主机，此时软件提示“IP地址格式输入错误！”。第二种情况是上位机与无法连接到网关或者突然连接中断，当出现这种情况时，可以使用Ping的命令来检查设备之间的网络连接是否中断，具体操作是在电脑上同时按下“windows+r”，弹出“运行”窗口，输入“Ping10.1.1.10-t”,如果出现“请示超时”的中文或者对应的英文时，说明上位机与网关之间的网络连接已经中断，管理人员应检查管理电脑的IP地址是否被他人更改，如果管理电脑的IP地址与ZigBee网关的主机IP地址不在一个网段内，网络也不会连接成功；如果IP地址没有问题，则应检查ZigBee网关与上位机之间的网络接口是否连接可靠，网络线缆是否被其它物体挤压，可以用网线检测仪检查网线是否完好。

因此，本发明的上位机与无线网关通信异常监测子单元通过对以上两种情况进行判断来实现对上位机与无线网关通信状态的检测。针对第一种情况，通过对用户输入的IP地址的倍数和每一位的数值范围进行预设，判断当前输入的IP地址是否在该设置的数值范围内即可；针对第二种情况，当上位机与网关之间开始建立通信，设置连接超时时间为30S，连接失败重试次数，若超出连接规定时间或失败重试次数，则系统提示报警。

②传感器数据异常监测子模块

传感器数据异常监测子模块包括密封房间内的数据异常监测单元和单向风式通道内数据异常监测单元。

a)密封房间内的数据异常监测单元

对稳定环境中传感器在房间内所采集的湿度进行实验，通过实验证明在密封房间内，如果空调维持某一送风温湿度，那么此时房间内的各点位传感器所采集的湿度数值是相差不大的，每一传感器所采集的湿度与该房间内所有传感器所采集湿度的平均值误差仅为0.1％，针对这一湿度参数分布规律，可以得到一种基于平均湿度偏差率的数据异常监测算法，基于平均湿度偏差率的数据异常监测算法流程图如图5所示。在封闭房间内，通过计算各传感器所采集湿度与房间内平均湿度的偏差率，判断两者之间是否满足系统设定条件，若偏差率达到系统设定数值，则系统提示数据异常报警。密封房间内的数据异常监测单元基于所述基于平均湿度偏差率的数据异常监测算法对密封房间内的温湿度数据进行实时监测。

b)单向风式通道内数据异常监测单元

由于进行实验的通道中单向风不太明显，导致实验结果中传感器的平均湿度与通道整体的平均湿度偏差较小，仅达到了5％，实际在仓库中，这一数值可能更大。所以针对这一环境，采用封闭式房间的平均湿度偏差率显然就不能满足系统判断的需求，提出了一种基于数据百分比浮动率的数据异常监测算法，基于数据百分比浮动率的数据异常监测算法流程图如图6所示。在单向风式通道的封闭房间内，通过计算各传感器所采集湿度与房间内平均湿度的偏差率，判断两者之间是否满足系统设定条件，若偏差率达到系统设定数值，则系统提示数据异常报警。单向风式通道内数据异常监测单元基于所述基于数据百分比浮动率的数据异常监测算法对单向风式通道的封闭房间内的传感器数据值进行实时监测。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。尽管参照前述实施例对本发明专利进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种仓库环境监控系统，其特征在于，包括：温湿度采集模块、异构传感器接入模块和工控机监控模块；

所述温湿度采集模块，包括若干个模拟量温湿度传感器、若干个RS-485温湿度传感器以及若干个ZigBee温湿度传感器；

所述异构传感器接入模块，包括模拟量采集单元、RS-485集线器和ZigBee无线网关，分别用于将模拟量温湿度传感器、RS-485温湿度传感器、ZigBee温湿度传感器与工控机监控模块数据连接；

所述工控机监控模块，包括工控计算机、环境监控子模块、算法封装子模块和传感器异常状态监测子模块，工控计算机用于安装仓库环境监控相关软件；环境监控子模块用于显示仓库内的传感器采集到的数据并在温湿度超标时联动中央空调系统；算法封装子模块基于图形化编程工具Node-RED，用于封装环境监控相关算法；传感器异常状态监测子模块用于监测和分析传感器的异常状态。

2.如权利要求1所述的一种仓库环境监控系统，其特征在于，所述模拟量采集单元通过模拟量信号传输可接入8个所述模拟量温湿度传感器；RS-485集线器可接入8个RS-485温湿度传感器；ZigBee无线网关可接入65个ZigBee温湿度传感器。

3.如权利要求1所述的一种仓库环境监控系统，其特征在于，所述算法封装子模块包括环境监测算法单元、中央空调联动控制算法单元、联动控制延迟触发算法单元和传感器自适应采样算法单元；

所述环境监测算法单元，用于存储和显示模拟量温湿度传感器、RS-485温湿度传感器和ZigBee温湿度传感器采集到的数据，并为每一个传感器设置温湿度报警上下限，当采集到的温湿度超限时进行报警；

所述中央空调联动控制算法单元，用于根据环境监测算法单元发出的温湿度越限信息自动分析、选择应联动的中央空调，自动分析和设置所选空调应设置的运行参数；

所述联动控制延迟触发算法单元，用于控制不同中央空调开启的时间间隔；

所述自适应采样算法单元，用于根据自定义的采样周期，每隔X个周期采样一次，计算该X个周期的采样数据个数的均方差，再根据预定义的区间范围选择新的采样周期，以降低采样频率。

4.如权利要求3所述的一种仓库环境监控系统，其特征在于，所述传感器异常状态监测子模块包括传感器通信异常监测子模块以及传感器数据异常监测子模块；

传感器通信异常监测子模块，用于实时监测ZigBee温湿度传感器与所述工控机监控模块之间的通信状态；

传感器数据异常监测子模块，用于实时监测模拟量温湿度传感器、RS-485温湿度传感器、ZigBee温湿度传感器的工作状态。

5.如权利要求4所述的一种仓库环境监控系统，其特征在于，所述传感器通信异常监测子模块包括传感器与无线网关通信异常监测单元、工控机与无线网关通信异常监测单元；

传感器与无线网关通信异常监测单元，通过检测当前ZigBee温湿度传感器本次上传的温度数值与上次上传的温度数值是否在预设时间内相等或判断当前ZigBee温湿度传感器采集的数据是否为零监测ZigBee无线网关与ZigBee温湿度传感器之间的通信状态；

工控机与无线网关通信异常监测单元，通过监测工控机配置IP地址合法性以及工控机与ZigBee无线网关连接超时时间或连接失败次数来检测ZigBee网关与工控机之间的通信状态。

6.如权利要求4所述的一种仓库环境监控系统，其特征在于，所述传感器数据异常监测子模块包括密封房间内的数据异常监测单元和单向风式通道内数据异常监测单元；

密封房间内的数据异常监测单元，基于每一个布设于密封房间内的模拟量温湿度传感器、RS-485温湿度传感器、ZigBee温湿度传感器所采集到的温湿度值与房间内平均温湿度值的偏差率判断该温湿度传感器采集的数据值是否异常；

单向风式通道内数据异常监测单元，基于每一个布设于密封房间内的模拟量温湿度传感器、RS-485温湿度传感器、ZigBee温湿度传感器所采集到的温湿度值与其余温湿度传感器的数据值之间湿度百分比值的浮动率判断该温湿度传感器采集的数据值是否异常。

7.如权利要求1所述的一种仓库环境监控系统，其特征在于，所述工控计算机采用国云工控的工控机，其包括6个COM口，2个网口，6个USB 3.0接口以及四核J1900的处理器。

8.应用于权利要求1所述的仓库环境监控系统中的多种接口类型的传感器汇聚接入方法，包括以下步骤：

步骤1：将多个ZigBee温湿度传感器与ZigBee无线网关相连，通过ZigBee协议汇聚所有ZigBee温湿度传感器采集到的数据；

步骤2：将RS-485温湿度传感器与RS-485集线器相连，通过Modbus-RTU协议汇聚所有RS-485温湿度传感器采集到的数据；

步骤3：将模拟量温湿度传感器与模拟量采集单元相连，汇聚模拟量温湿度传感器采集到的数据；

步骤4：将ZigBee无线网关通过其上的RJ45格式接口与工控机的网口相连，并配置工控机的IP地址，使其与ZigBee无线网关的IP地址在同一网段内，从而将将ZigBee无线网关接入工控计算机；

步骤5：将RS-485集线器与模拟量采集单元通过串口联网服务器的RS-485格式接口与工控计算机上的COM口相连，通过Modubs-RTU通信协议与工控机连接并实现数据的上传。

Images